《篇常用金属材料》课件

常用金属材料金属材料在日常生活中无处不在，从建筑到汽车，从电子设备到医疗器械，金属材料都是不可或缺的一部分。课程大纲金属材料的特性常见金属材料种类金属材料的热处理金属材料的表面处理金属材料的特性强度金属材料的强度是指其抵抗外力作用的能力。硬度金属材料的硬度是指其抵抗外力压入或划伤的能力。塑性金属材料的塑性是指其在受外力作用下发生永久变形而不破坏的能力。韧性金属材料的韧性是指其抵抗冲击和断裂的能力。常见金属材料种类黑色金属铁基合金，如碳钢、合金钢等，主要用于建筑、机械、汽车等领域。有色金属铜、铝、锌、锡、铅等，主要用于电子、航空航天、建筑等领域。贵金属金、银、铂、钯等，主要用于珠宝、电子、货币等领域。稀有金属钨、钼、钛、锆等，主要用于航空航天、电子、冶金等领域。铁基合金1铁基合金的定义铁基合金是指以铁为主要成分的合金，它们在各种工业领域中发挥着至关重要的作用。2分类铁基合金主要包括碳钢和合金钢，它们根据其化学成分和性能有所区别。3特性铁基合金通常具有良好的强度、韧性、耐磨性和可加工性，使其适用于各种应用。铁的结构与性质铁是一种重要的金属元素，在自然界中广泛存在。铁的原子结构决定了其独特的物理和化学性质。铁的晶体结构为体心立方结构，这使得铁具有良好的延展性、韧性和强度。铁的化学性质也十分活跃，能够与多种元素发生反应。例如，铁能够与氧气反应生成氧化铁，这正是铁制品容易生锈的原因。碳钢的种类与应用低碳钢强度低，延展性好，易于加工，应用于建筑、汽车、造船等中碳钢强度和延展性适中，易于热处理，应用于机械零件、工具等高碳钢强度高，硬度高，耐磨性好，应用于刀具、轴承等合金钢的特点强度更高与碳钢相比，合金钢具有更高的强度和硬度，能够承受更大的负荷和冲击。耐腐蚀性好合金钢中添加的合金元素可以增强其抗氧化和抗腐蚀性能，延长使用寿命。高温性能优异某些合金钢在高温下仍能保持良好的强度和稳定性，适用于高温环境下的应用。有色金属定义除了铁以外的其他金属，常被用于制造各种产品，例如电线，管道和建筑材料。这些金属通常价格高于铁，因此被称为“有色金属”。特性有色金属通常具有独特的特性，例如高导电性，耐腐蚀性和良好的加工性，这使其适合于各种应用。分类常见的有色金属包括铜，铝，镁，钛和贵金属，每种金属都有其独特的属性和用途。铜及其合金铜，是一种重要的有色金属，具有优良的导电性、导热性、延展性和耐腐蚀性，在电气、电子、建筑、机械等领域有着广泛的应用。常见的铜合金包括黄铜、青铜、白铜等，它们在强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性等方面都具有不同的特点，可满足不同应用需求。铝及其合金轻质铝的密度小，仅为铁的1/3，因此重量轻。耐腐蚀性铝的表面会形成一层致密的氧化膜，可以有效防止腐蚀。可加工性铝可以被加工成各种形状和尺寸，适合各种应用。镁及其合金镁是一种轻质金属，具有密度低、强度高、易加工等特点。镁合金是目前最轻的金属结构材料，广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。镁合金具有以下优点：1.密度低，强度高2.易加工，成本低3.抗腐蚀性强4.可回收利用钛及其合金钛是一种具有优异性能的金属材料，其具有高强度、耐腐蚀性、耐高温性等优点。钛合金是钛与其他金属元素形成的合金，具有更强的强度、韧性、耐高温性和耐腐蚀性。钛合金被广泛应用于航空航天、医疗器械、化工、石油等领域。贵重金属金金是密度最大、延展性最佳的金属之一。广泛用于珠宝、电子和医药行业。银银具有良好的导电性和导热性，在电子、摄影和医疗领域应用广泛。铂铂是耐腐蚀性极强的金属，用于制造催化剂、珠宝和电子设备。金及其合金金是一种贵金属，具有优良的化学稳定性、导电性、导热性和延展性，在电子、航空、珠宝等领域有着广泛的应用。金的合金主要包括与铜、银、铂、钯等金属的合金，通过改变合金成分，可以获得不同颜色和性能的合金，例如，18K金就是一种常用的金合金，它含有75%的黄金和25%的其它金属。银及其合金首饰银具有优良的延展性和光泽，使其成为制作首饰的理想材料。货币由于其价值稳定和抗氧化性，银长期以来被用作货币。餐具银餐具具有独特的抗菌特性，并能提高食物的口感。稀有金属低丰度在地壳中含量极低，难以开采和提取。特殊性能具有独特的物理和化学特性，广泛应用于高科技领域。战略重要性在国防、航空航天、电子等领域发挥关键作用，对国家安全至关重要。钨及其合金钨是一种稀有金属，具有极高的熔点，耐高温，抗氧化，硬度高，化学性质稳定等特点。钨合金主要应用于航空航天，电子器件，机械制造等领域。钨丝灯泡硬质合金高温电极钼及其合金钼是一种银白色金属，具有很高的熔点，抗高温氧化性，是重要的战略金属之一。钼合金具有高熔点、高强度、良好的抗腐蚀性能，在航空航天、电子、化工、冶金等领域有着广泛的应用。航空航天发动机部件高温合金电子器件化工设备金属材料的热处理1改善性能提高强度、硬度、韧性、耐磨性、耐腐蚀性等2改变组织结构通过加热和冷却，改变金属的晶粒大小和形状3控制性能满足不同应用场景的性能要求退火定义退火是指将金属材料加热到一定温度，保温一段时间后，再缓慢冷却的热处理工艺。退火可以细化晶粒，降低硬度，提高塑性，改善加工性能。目的退火的主要目的是提高金属材料的塑性，降低硬度，改善加工性能，消除内应力，稳定尺寸，改善材料的组织结构。淬火将金属工件加热到一定温度，保温一段时间后，再迅速冷却到室温或更低的温度的一种热处理工艺。使金属内部组织发生改变，提高其硬度、强度和耐磨性。淬火速度过快会导致金属内部产生内应力，易造成裂纹，需要回火处理。回火降低硬度回火后金属的硬度会降低，韧性增加，变得更易加工。改善韧性回火可以消除淬火过程中的内应力，提高金属的韧性和抗冲击性能。稳定性能回火可以使金属的组织更加稳定，提高其耐腐蚀性和抗疲劳性能。金属材料的表面处理1镀层在金属表面覆盖一层金属或合金，以提高其耐腐蚀性、耐磨性或美观性。2涂层在金属表面涂覆一层有机或无机材料，以保护金属或改善其性能。3渗碳在金属表面渗入碳元素，以提高其硬度和耐磨性。4氧化皮处理在金属表面形成一层氧化皮，以提高其耐腐蚀性。镀层1增加耐腐蚀性镀层可以形成一层保护膜，防止金属表面与腐蚀性物质接触。2改善外观镀层可以改变金属表面的颜色和光泽，使其更美观。3提高导电性某些镀层材料，例如金和银，具有良好的导电性。涂层涂层可以是液体或粉末，使用喷涂、浸渍或刷涂等方法涂覆到金属表面。涂层通常用于提高金属的耐腐蚀性、耐磨性、耐热性或装饰性。常见的涂层材料包括油漆、树脂、陶瓷、塑料和金属涂层。渗碳表面硬化渗碳是一种表面处理工艺，通过将碳原子渗入金属表面来提高其硬度和耐磨性。热处理渗碳过程通常包括将工件在高温下放置于碳气氛中，使碳原子扩散进入表面层。应用渗碳广泛应用于齿轮、轴承、模具等需要高硬度和耐磨性的部件。氧化皮处理去除氧化层氧化皮处理是指通过物理或化学方法去除金属表面上的氧化层，以提高金属的表面质量和使用性能。酸洗酸洗是常见的氧化皮处理方法之一，通过酸性溶液浸泡去除氧化层，适用于铁、铝、铜等金属。喷砂喷砂利用高压气流将砂粒喷射到金属表面，去除氧化层和污垢，适用于各种金属材料。金属材料的焊接与连接1焊接工艺将金属工件熔化在一起，形成牢固连接2焊接缺陷焊接过程中可能出现的质量问题3连接方式其他金属连接方式，如螺栓连接、铆接焊接工艺1熔焊利用高温将焊件和焊丝熔化，形成熔池，冷却后形成焊缝。2压焊利用压力使焊件在固态下产生原子间的结合。3钎焊利用熔点低于母材的焊料，在焊件间形